Neišsenkanti ekologiškos hidroenergijos galia

2021 m. gruodžio 3 d.

Vida Danilevičiūtė Černiauskienė.

vida@structum.lt

Hidroenergija yra didžiausias pasaulyje ir daugiausia naudojamas atsinaujinančios energijos šaltinis, kurio bendra instaliuota galia  – daugiau nei 1 330 GW.

Tarptautinės energetikos agentūros (IEA) šiemet paskelbtoje ataskaitoje „Net Zero by 2050“ teigiama, kad iki amžiaus vidurio pasauliui prireiks 2 600 GW hidroenergijos galios, siekiant naudoti tik žaliąją energiją, kad būtų galima išlaikyti pasaulinės temperatūros kilimą žemiau 1,5 °C laipsnio. Taigi per ateinančius 30 metų reikėtų sukurti tiek pat hidrogeneracijos pajėgumų, kiek ir per ankstesnius 100 metų. Skaičiuojama, kad panaudojus visą hidroenergijos potencialą būtų galima užtikrinti 40 proc. viso pasaulinio elektros energijos poreikio.

Vanduo įdarbintas jau tūkstančius metų

Pasaulyje veikia daugybė įvairių mechaninių hidrojėgainių, kurios, naudodamos krintančio vandens energiją, suka mechanizmus. Šiai energijai išgauti statomos užtvankos, o greta jų – hidroelektrinės. Pirmosios Europos hidroelektrinės pastatytos XIX a. Vokietijoje ir Jungtinėje Karalystėje. Bet pirmieji duomenys apie hidroenergijos panaudojimą daug senesni – beveik pieš 2500 metų Indijoje grūdus jau malė vandens malūnai. Romos imperijoje hidroenergija buvo naudojama ne tik malūnuose, bet ir lentpjūvėse.

1849 m. britų ir amerikiečių inžinierius Jamesas Francis sukūrė pirmąją modernią vandens turbiną. Pirmasis pasaulyje hidroelektrinės projektas vienam namui 1878 m. įgyvendintas Nortumberlande, Anglijoje. Vokietija 1891 m. pastatė pirmąją trifazę hidroelektrinę, o iki 1900 m. pradėjo veikti šimtai mažų hidroelektrinių, nes technologija išplito visame pasaulyje.

Europoje dabar yra 1 172 didelės užtvankos. Hidroenergija ir toliau yra pagrindinis atsinaujinančios energijos šaltinis. Europos žemynas pereina prie švaresnės energijos naudojimo – vandens, vėjo ir saulės energijos indėlis sparčiai didėja. 2020 m. visose 27 ES šalyse pirmą kartą visi atsinaujinantys energijos šaltiniai kartu pagamino daugiau elektros nei naudojant iškastinį kurą. Hidroenergija sudarė 13 proc. visos pagamintos elektros energijos. Pernai hidroenergijos pajėgumai Europos regione išaugo 3 GW, o hidroenergijos gamyba buvo beveik 4 proc. didesnė daugiausia dėl padidėjusios gamybos Šiaurės šalyse. Vakarų ir Vidurio Europos šalyse naujų hidroelektrinių neatsirado, bet pasiekta pažanga keliose jų modernizavimo programose.

Lietuvoje upės nėra labai sraunios, bet jų vandens energija malūnuose naudota jau XIV a., o 1841 m. veikė daugiau kaip 530 hidrojėgainių, kurios suko įvairių fabrikų mechanizmus. Pirmoji hidroelektrinė Lietuvoje pastatyta 1910 m. Anykščiuose. Dabar galingiausia šalies hidroelektrinė yra Kruonio hidroakumuliacinė elektrinė, kurios galia siekia 900 megavatų.

Turbinose – Tigro upės jėga

Pietryčių Turkijoje prie Tigro upės esanti Ilisu hidroelektrinė 2021 m. sausį pasiekė visą savo pajėgumą – tai didžiausia nauja Europos regiono HE. Ilisu užtvankos ir 1 224 MW galios hidroelektrinės projektas užbaigtas per 13 metų nuo statybos pradžios. Pirmoji šios HE turbina buvo įjungta 2020 m. gegužę. Dėl didelio daugiafunkcio rezervuaro jis atliks gyvybiškai svarbų vaidmenį gaminant elektros energiją daugiau nei milijonui namų ir aprūpinant drėkinimą tūkstančiams ūkininkų. Ilisu užtvanka yra 135 metrų aukščio, o bendras sukaupto vandens tūris  – 10,6 milijardo kubinių metrų. Tai antra pagal dydį užtvanka Turkijoje po Atatiurko užtvankos. Nuo 2002 m. Turkija pastatė 585 užtvankas, paspartindama projektus, atitinkančius šalies atsinaujinančios energijos tikslus.

Ilisu užtvanka iš viso kainavo 1,616 milijardo eurų, įskaitant vietos gyventojų persikėlimą, istorinių ir kultūros vertybių apsaugą, statybas ir kitas išlaidas. Statant užtvanką Turkija perkėlė daugybę istorinių ir kultūrinių vertybių senovės Chasankeifo rajone pietryčių Batmano provincijoje. Vietovė buvo paskelbta saugoma 1981 m., nes joje yra Bizantijos tvirtovė, beveik 6 000 urvų, supančių miestą, ir istoriškai reikšmingų krikščionių bei musulmonų artefaktų.

Hidrojėgainė kalnų tunelyje

Nors Norvegija yra viena iš pirmaujančių naftos eksportuotojų pasaulyje, šalies elektros gamyba beveik visiškai priklauso nuo vandens energijos, o per metus pagaminama apie 141 TWh elektros. Norvegija toliau didina hidroenergijos pajėgumus. „Nedre Otta“ hidroelektrinės statybos projektas, kuris pradėtas įgyvendinti 2016 m., užbaigtas 2020 m. vasaros pradžioje. Projektas apėmė tunelio įrengimą kalnuose ir elektrinės bei transformatorių salės statybą, pareikalavusius didžiulių betonavimo darbų.

Apie 270 km į šiaurę nuo Oslo veikianti „Nedre Otta“ HE naudoja vandens rezervuarą prieš Eidefossen užtvanką. Iš paėmimo telkinio vanduo tuneliu nuvedamas į kalnuose esančią elektrinę, kuri „sugeria“ 180 m3 vandens per sekundę. Įtekėjimo tunelis ir elektrinė yra pastatyti šiaurinėje Otos upės pusėje, o išleidimo tunelis kerta upę ir išeina iš pietinės pusės. Tunelis yra maždaug 9 kilometrų ilgio ir 90 kv. metrų skerspjūvio. Tunelio masė sudaro daugiau nei 1 000 000 kub. metrų uolienų, o liejinių – apie 15 000 kub. metrų betono. Projektas buvo vykdomas BIM aplinkoje ir gavo tarptautinį apdovanojimą ITA „Tunneling Awards 2020“.

HE instaliuotoji galia sudaro 85 MW, sumontuotos dvi turbinos. Kasmet „Nedre Otta“ HE pagamins apie 315 GWh švarios, atsinaujinančios energijos elektros, prilygstančios daugiau nei 15 000 namų ūkių poreikiui.

Išlaisvino Romančės upę

Siekiant, kad hidrojėgainių poveikis gamtai ir socialinei aplinkai būtų kuo mažesnis, po dešimties metų trukusių statybos darbų pernai spalį Prancūzijoje buvo pradėta eksploatuoti naujoji Romanche-Gavet hidroelektrinė, kurią sudaro viena nauja užtvanka ir viena nauja požeminė jėgainė kalno gilumoje. Viena užtvanka ir viena 97 MW galios Romanche-Gavet HE jėgainė pakeis šešias senas hidroelektrines ir penkias senesnes užtvankas, anksčiau veikusias prie Romančės upės slėnyje netoli Alpių. Šis milžiniškas projektas pradėtas įgyvendinti 2013 m. Jis apėmė naujos užtvankos statybą, naujo 9,3 km ilgio požeminio tunelio, jungiančio užtvanką su elektrine, įrengimą ir naujos jėgainės statybą po žeme. Didžioji dalis HE yra giliai uolėtoje Beldono kalnų grandinės šerdyje.

Naujoji Romanche-Gavet hidroelektrinė padidino galią 40 proc. – tai prilygsta energijos kiekiui, kurį kasmet suvartoja 230 000 gyventojų. Šis naujas kompleksas dabar yra galingesnis, draugiškesnis aplinkai ir geriau įsilieja į Romančės slėnio kraštovaizdį, jo struktūra saugo aplinką ir biologinę įvairovę. Gamta palei užtvankos krantus buvo atkurta atsodinant augalų rūšis, kurios buvo surinktos 25 kilometrų spinduliu, siekiant užkirsti kelią invazinių augalų dauginimuisi.

Romančės upė Prancūzijoje buvo naudojama hidroelektrinėms statyti daugiau nei šimtmetį. 400 milijonų eurų kainavęs upei draugiškas projektas yra didelis pasiekimas, kuriant naujoviškus ir aplinkai nekenksmingus hidroelektrinių įrenginius, remiančius atsinaujinančių energijos šaltinių plėtrą. Demontavus senąsias užtvankas ir HE, hektarai pramoninės dykvietės bus atkurta į natūralų Alpių kraštovaizdį maždaug per trejus metus.

Seno tipo užtvankos Europoje griaunamos

Bendras užtvankų skaičius Europoje dabar auga labai lėtai, nes mažėja tinkamų joms statyti vietų ir didėja susirūpinimas dėl aplinkosaugos. Seno tipo užtvankos griaunamos. Praėjusiais metais paskelbta Europos biologinės įvairovės strategija siekiama iki 2030 m. atkurti 25 000 kilometrų laisvai tekančių ES upių. Pirmiausia numatyta pašalinti bešeimininkes, apleistas ar savivaldybėms nuosavybės teise priklausančias užtvankas ir taip sukurti žuvų migracinius koridorius ir natūralias upių vagas.

Pernai vienuolika Europos šalių demontavo mažiausiai 101 užtvanką (JAV – 69). Pašalinusi 37 kliūtis upėse Švedija pirmauja pagal bendrą užtvankų demontavimo skaičių, o Prancūzija nugriovė didžiausią iki šiol Europoje – 200 metrų pločio ir 36 metrų aukščio hidroelektrinės užtvanką.

Lietuvoje šiemet rugsėjį pradėta griauti Salantų užtvanka Kretingos rajone. Anykščiuose bus šalinama buvusi vandens malūno užtvanka nuo Anykštos upės. 2020 m. liepą Lietuvoje buvo nugriauta pirmoji užtvanka – Bražuolės upės užtvanka Neries regioniniame parke.

Demontuota milžiniška Vezeno užtvanka ant Selune upės

Didžiausias kada nors Europoje užtvankos demontavimas baigtas Prancūzijoje, nugriovus Vezeno užtvanką Sèlune upėje. Vezeno ir La Roche Qui Boit užtvankų hidroelektrinės ant Sélune upės (Normandija, Prancūzija) veikė nuo 1920 m. ir 1930 m. Tačiau jos paseno ir Prancūzijos vyriausybė 2017 m. nutarė demontuoti 36 m aukščio Vezeno ir 16 m aukščio La Roche Qui Boit užtvankas ant Sélune upės Normandijoje.

Istorine Europos upių išlaisvinimo akimirka tapo 2019 m. birželį pirmasis 36 metrų aukščio Vezeno užtvankos pralaužimas – pradėtas kol kas didžiausias žemyne užtvankos naikinimas. Dabar Vezeno užtvankos konstrukcijos jau visiškai pašalintos. Upė pamažu grįžta į pradinę vagą, augalija pamažu vėl kolonizuoja krantus senojo vandens rezervuaro vietoje. Atsikurti gamtai gali prireikti dešimtmečių.

Kita, 16 m aukščio La Roche qui Boit užtvanka bus griaunama kitąmet, išlaisvinant Sélune. Tai reikštų, kad lašišos turės galimybę laisvai plaukti į Sélune aukštupį jau kitą žiemą.

https://structum.lt/wp-content/uploads/2022/01/soninis-baneris-IM8.gif

El. pašto adresas nebus skelbiamas. Būtini laukeliai pažymėti *

Būk pirmas!